FPV-контролер, польотний контролер (Flight Controller або FC), «польотник» — один із компонентів fpv-дрона, який відповідає за стабілізацію апарату, забезпечує точність маневрів польоту та надає данні пілоту.
FPV-контролер являє собою надруковану плату, оснащену датчиками, які починають рухи дрона та виконують команди користувача. Маючи задану команду, польотник регулює швидкість двигуна і допомогає направляти дрон у потрібному напрямку. Усі польотні контролери мають базові датчики —гіроскопи та акселерометри, але за потреби на плату можна додати датчики барометричного тиску (барометр) і компаси (магнітометр).
Історія
Розвиток сучасних польотних контролерів для FPV-систем значною мірою пов'язаний із розвитком аматорських проєктів для керування мультироторними літальними апаратами та відкритого програмного забезпечення.
MultiWii
Однією з важливих передумов розвитку сучасних FPV-польотних контролерів став проєкт MultiWii, започаткований наприкінці 2000-х років. У ньому використовувалися плати Arduino у поєднанні з датчиками руху з ігрового контролера Wii Motion Plus. Гіроскоп та акселерометр використовувалися для визначення положення апарата та його стабілізації. Назва MultiWii походить від поєднання слів multirotor та Wii. Згодом проєкт став основою для спеціалізованих польотних контролерів, побудованих на 8-бітних мікроконтролерах сімейства Atmel AVR.
Перехід на 32-бітну архітектуру
Наступним етапом розвитку став Baseflight — проєкт, заснований на кодовій базі та концепціях MultiWii, але адаптований для 32-бітних мікроконтролерів ARM STM32. Перехід на 32-бітну платформу забезпечив значно більші обчислювальні можливості та створив основу для подальшого підвищення частоти роботи системи керування.
У 2013 році була представлена польотна плата Naze32, розроблена Timecop. Вона стала однією з найбільш поширених плат раннього покоління 32-бітних FPV-контролерів та сприяла поширенню формату плат із монтажними отворами 30×30 мм.
Cleanflight
У 2014 році на основі Baseflight було створено Cleanflight. Проєкт отримав широке поширення серед користувачів мультироторних апаратів та виробників польотних контролерів.
Cleanflight продовжив розвиток 32-бітної платформи та програмних засобів налаштування польотного контролера. У цей період 32-бітні мікроконтролери поступово стали стандартною платформою для високопродуктивних польотних контролерів, витісняючи 8-бітні рішення.
Betaflight
У 2015 році на основі Cleanflight було започатковано Betaflight. Початково проєкт розроблявся як експериментальна модифікація Cleanflight, спрямована насамперед на підвищення продуктивності системи стабілізації, зменшення затримки керування та збільшення частоти виконання циклів керування.
Подальший розвиток Betaflight призвів до значних відмінностей від початкової кодової бази Cleanflight, унаслідок чого проєкт сформував власну програмну екосистему та став одним із основних програмних рішень для FPV-рейсингу та фрістайлу.
Паралельно з розвитком цієї лінії виникли та розвивалися інші проєкти програмного забезпечення для польотних контролерів, зокрема INAV, KISS, ArduPilot, LibrePilot та EmuFlight. Таким чином, розвиток FPV-польотних контролерів відбувався не лише через вдосконалення апаратної платформи, а й завдяки конкуренції та взаємному розвитку різних систем керування.
Розвиток MultiWii → Baseflight → Cleanflight → Betaflight є однією з основних гілок еволюції програмного забезпечення для сучасних FPV-польотних контролерів.
Функції Контролер польоту підключений до набору датчиків. Ці датчики надають контролеру польоту інформацію про висоту, орієнтацію та швидкість апарата. Звичайні датчики включають інерційний вимірювальний блок для визначення кутової швидкості та прискорення, барометр для висоти та датчики відстані для виявлення перешкод. Також контролер польоту використовує дані, зібрані датчиками, для розрахунку бажаної швидкості для кожного з двигунів. Контролер польоту надсилає цю бажану швидкість до електронних регуляторів швидкості, які в свою чергу перетворюють цю бажану швидкість на сигнал, який можуть зрозуміти двигуни.
Див. також
FPV Racing FPV-польоти
Примітки